光伏发电市场现状及发展趋势

我国光伏发电市场现状及发展趋势,中国可再生能源学会光伏专业委员会,吴达成,2009年12月21日北京,中国化学与物理电源行业协会第五次会员代表大会,讨论内容,一、光伏产品制造业及光伏产业链二、光伏市场发展现状,三、国家已经发布的光伏产业政策四、我国光伏市场的发展前景五、我国光伏发电的发展趋势,六、光伏发电技术应用中值得关注的若干问题,一、光伏产品制造业及光伏产业链,北京天普太阳能公司综合示范楼,义乌小商品城屋顶停车场,光伏市场应用仍然主要集中在欧洲、其次为美国和日本我国的份额不到1%,33%,18%,12%,7%,7%,5%,1%,16%中国日本亚洲其它,印度台湾美国,1%德国欧洲其它其它国家,32%,5%,41%,5%,8%,9%,德国,日本,西班牙,欧洲其它,美国,其它国家,1、我国目前是太阳电池的生产大国、光伏发电市场应用的小国我国太阳电池的生产量,约占到世界产量的33.1%,加台湾地区则占到越,45%以上,2008年全球光伏发电市场份额,2008年全球太阳电池生产量份额,2008年世界前30名太阳电池生产商（MWp）,2008世界前30家光伏企业总产量6.2GW。中国大陆占10家，总产量1935MW；台湾占4家总产量,717.4MW。中国大陆加上台湾的产量合计：3500MW，占世界总产量的44%。,2、我国太阳电池产量呈快速增长,晶体硅电池组件,非晶硅电池组件,晶体硅（多晶硅、单晶硅）电池的生产依然占据主流地位，非晶硅薄膜电池逐步增长。,3、我国光伏产业链已基本完整,进口并网逆变器,4、供需关系在不断调整中渐趋平衡太阳级多晶硅材料供应紧张的局面2009年开始得到一定程度的缓解专用设备、辅助材料制造业发展很快，国产化水平不断提高。平衡部件(控制器、逆变器、蓄电池等）制造水平不断提升，国产产品已占主流地位。并网逆变器生产水平大大提高，但仍有部分进口。国内光伏市场更大规模的应用已开始启动 国产逆变器单台500KW、1MW国产并网逆变器已投入生产,二、我国光伏市场发展现状,威海市市民广场非晶硅屋面BIPV,鸟巢上施工,光伏装机（kW）,2000以前各年装机情况2000年以后各年装机情况,kWpMWp,1、我国光伏发电历年装机情况,最近的 3年每年安装量增长都超过100%，但由于基数小，总量远低于日本、欧洲、美国等国历年装机和累计装机情况年装机累计装机1600001400001200001000008000060000400002000001980 1985 1990 1995 2000 2002 2004 2006 2007 2008公历年,2、我国光伏应用领域和市场分类情况(1)独立系统（离网系统）户用系统边远地区无电家庭和单位每年有3-4MWp销售量，推广量至少在85万套村庄独立电站近千座，以上至少有115万户农牧民家庭受益。目前至少有百万户家庭使用光伏系统解决最基本的生活用电问题和少量生产性用能。路灯和城市亮化应用开始普及特殊场合供电系统通讯基站电源、应急备用电源。,户用光伏电源,送电到乡离网电站之一,国家相关政策。,Suntech 1M BIPV Headquarter,(2)并网系统武威荒漠电站荒漠电站示范已经开始试验示范，等待上网电价政策屋顶系统BIPV示范、低压端并网自用，大规模安装和向网上售电期待,Buildings in China.jpg青岛火车站BIPV,2008年国内光伏系统的安装量约达到40.3MWp，比上年增加了102%,中国光伏市场发展总体上保持了稳步发展的态势。但与国际上的发展情况相比，表现为基数低、增长慢、总量小。特别是与我国光伏制造业的发展速度不对称。并网发电近年来明显增加，农村牧区的应用比率下降。,3、最近3年的光伏市场装机和分布情况,2008年，尽管上网电价和电网收购基本没有放开，但光伏并网系统的安装量却大幅度上升，所占比例从上年的10%上升到了约47%；累计安装份额也达到17.8%，表现出业内、业外对光伏并网发电的未来市场发展趋势的认同。投资呈多元化、各地方财政对光伏项目投入明显增大、政府采购项目增加，城市应用量（BIPV和道路照明、城市亮化项目）明显增大。（30%，28.6%；累计份额23.9%）农村牧区独立电站系统建设项目明显减少，农村电气化光伏应用的装机量和所占比例明显下降，需要加以关注的问题。,33.3, 33%,25, 25%,23.9, 24%17.8, 18%,农村电气化,通信和工业,并网发电,太阳能路灯和光伏产品,1976-2008年累计安装市场份额情况累计安装份额(MWp),三、国家已经发布的光伏产业政策,威海蓝星玻璃办公楼BIPV,可再生能源法和国家发展改革委关于印发可再生能源发电价格和费用分摊管理试行办法（实施细则） 发改价格20067号明确了 全,额收购、合理上网电价和全网分摊的三项原则。,2006-2008年已经发布的与光伏发电有关的政策,发改能源20072174号 ：可再生能源中长期发展规划 ，2007年8月31,日发布；,国家电力监管委员会2007年第25号令：电网企业全额收购可再生能源,电量监管办法，2007年9月1日生效；,国务院办公厅2007年8月2日转发：国家发改委、国家环保总局、电监会、,能源办节能发电调度办法（试行）（国办发200753号）。,国家发改委发布：可再生能源电价附加收入调配暂行办法 （发改价,格200744号） 提出了配额交易的概念。,发改办能源（2007）2898号： 关于开展大型并网光伏示范电站建设有关要求的通知，明确了大型并网光伏电站的上网电价通过招标确定。发改能源（2008）610号：可再生能源发展“十一五”规划，2008年3,月3日发布。,明确了三项原则：,1、电网企业要 全额收购可再生能源发电量；,2、给出合理上网电价（合理成本家合理利润）；,3、超出常规电价部分在全国电网分摊。,国家发改委发布：可再生能源电价附加收入调配暂行办法 （发改价格200744号）1、可再生能源电价补贴的钱从RE电力附加中出，2008年6月份以后在全国每度电征收2厘，全年大约40-50亿元；2、风力发电明确招标电价或政府指导价（目前大约0.4-0.6元/kWh）；生物质为标杆电价家0.25元/kWh，比风电略高（0.5-0.7元/kWh)；唯独光伏发电尚未明确电价；3、国家投资建设的离网发电系统的后期运营维护费用也从RE电力附加中出（ 每年按照装机：3000元/kW);4、提出了配额交易的概念。,2006-2008年已经发布的与光伏发电有关的政策可再生能源法和国家发展改革委关于印发可再生能源发电价格和费用分摊管理试行办法（实施细则） 发改价格20067号,2009年3月发布财政部光电建筑补贴政策要点,第二条 补助资金使用范围,（一）城市光电建筑一体化应用，农村及偏远地区建筑光电利用。,（二）太阳能光电产品建筑安装技术标准规程的编制。 （三）太阳能光电建筑应用共性关键技术的集成与推广。 第三条 补助资金支持项目应满足以下条件：,（一）单项工程应用太阳能光电产品装机容量应不小于50kWp；,（二）应用的太阳能光电产品发电效率应达到先进水平，其中单晶硅光电产品效率应超过16，多晶硅光电产品效率应超过14，非晶硅光电产品效率应超过6%； （三）优先支持太阳能光伏组件应与建筑物实现构件化、一体化项目； （四）优先支持并网式太阳能光电建筑应用项目；,（五）优先支持学校、医院、政府机关等公共建筑应用光电项目。 第五条 本通知发出之日前已完成的项目不予支持。 第六条 2009年补助标准原则上定为20元/Wp。,第七条 申请补助资金的单位应为太阳能光电项目业主单位或太阳能光电产品生产企业，申请补助资金单位应提供以下材料：,（一）项目立项审批文件（复印件）； （二）太阳能光电建筑应用技术方案；,（三）太阳能光电产品生产企业与建筑项目等业主单位签署的中标协议； （四）其他需要提供的材料。,第八条 申请补助资金单位的申请材料按照属地原则，经当地财政、建设部门审核后，报省级财政、建设部门。,2009年7月 金太阳工程,要点：,1、财政部、科技部和国家能源局联合发文；,2、有了总量，每个省20MW（含财政部、建设部项目），全国3年总量为500-600MW，每瓦20元，总金额为100-120亿元；,3、覆盖了BIPV，离网光伏系统和大型并网电站；,4、设置了申报条件：注册资金1亿元，项目规模不小于300kW，项目资本金不少于30%；,5、关键设备必须通过国家认可的认证机构的认证（太阳电池、逆变器、蓄电池、控制器）；,6、要满足“电网接入相关技术标准和要求”；,7、用户侧并网原则上“自发自用”，富余电量和大型电站电量按当地脱硫燃煤机组标杆电价，不再享受特殊电价；,8、并网补50%，离网补70%（将根据技术先进程度和市场发展状况确定补贴上限）；,9、鼓励有条件的地方安排一定支持资金；10、项目的申报办法,待出台的激励政策, 国家能源局的新能源振兴计划,预计光伏发电装机比原制定的中长期发展规划目标有较大幅度提高, 光伏发电上网的政府“标杆电价”,（风电已经公布：0.51-0.61元/kWh）光伏发电目前只公布了敦煌电站的中标价(1.0928元/kWh) 。,预计光伏发电标杆电价会略高于上述中标价, 国网公司即将公布“光伏系统接入电网技术要求”和光伏发电并网管理办法,光伏电力上网有据可依,四、我国光伏市场的发展前景,德国的非晶硅建筑构件,上海崇明岛MW级电站,1、光伏发电应用需要国家政策的驱动,从光伏市场发展的成熟性来看，光伏发电技术应用可以分为两类市场，,基本商业化的市场，如通讯电源、铁路信号、油田输油管道阴极保护电源、航标灯、矿灯、太阳能户用电源、太阳能路灯等。这个市场通过政策扶持和适当投入，可以在提高产品质量，降低生产成本的情况下逐步扩大、健康发展。,光伏发电技术的大规模市场化应用光伏并网发电技术的推广需要国家政策强力的驱动。,国家政策的支持力度将对今后若干年的光伏市场发展速度起到比较关键的作用。规划目标2010年达1.8GW；产业促进目标可能达到20GW。考虑到“增量成本”，在实现“平价上网”之前，总规模受到政策性投入的影响非常大。,若能实现“平价上网”，光伏发电市场将出现“爆发性”的增长。,2、光伏产品的价格受市场规模和供需关系影响,2001年组件约35-45元/Wp2006年组件约34-42元/Wp2008年组件约36-42元/ Wp组件价格降至低点后又随市场回暖略有上升,2001年材料约40美元/Kg2006年材料100美元/Kg2008年上半年硅材料约 200-380美元/Kg2008年底至今硅材料价格降到60美元左右2004年以前，组件价格随应用量的扩大逐步下降2004年后，硅材料价格非正常上涨抵消了组件制造环节因技术进步、规模化生产、市场竞争带来的成本下降！一旦材料价格回归正常，光伏组件价格应有大幅下降。从而会推动光伏市场应用大的发展,德国市场光伏系统和我国光伏组件在德国近年价格走势,下：德国光伏系统价格指数,右上：德国光伏组件价格的变化07-09,右下：德国市场日、德、中组件价格对比摘自Frank Haugwitz 安阳报告,有关机构对光伏发电价成本的预测,经过政策扶持推广，光伏发电有望在今后的5-10年内实现“平价上网”。,规模应用技术进步市场竞争光伏发电价格逐步下降。,资源短缺环境治理成本加大化石燃料发电成本将持续上升。,3、启动我国光伏市场的条件已经基本具备,政策环境基本具备、投资环境基本具备、市场环境基本具备,产业条件已经基本具备。光伏产业链基本完整，太阳电池产能、产量远高于国内市场目前安装量。,光伏系统推广建设对逐步改变我国能源结构有明显好处光伏电力上网电价与常规能源电价的差距已经大大缩小了。,适度放开光伏上网电价是国内光伏系统的应用特别是大型光伏电站的应用大幅度的增长的关键。,上海申科1.2MWp,4、2009年是我国光伏市场启动之年,2008年已有3个光伏并网项目得到国家全网分摊电价补贴。第一个10MWp光伏电站特许权招标工作在2009年年初进行,财政部、建设部太阳能光电建筑应用财政补助资金管理暂行办法及其细则，第一批项目已经确定。,国家财政部、科技部、国家能源局启动实施金太阳工程，首批项目已经公示并陆续开始实施。,许多地方政府对光伏产业态度积极,一批10MWp级光伏电站已在开工建设之中。新能源振兴计划有望公布。,五、我国光伏发电的发展趋势,1、光伏发电将继续在无电地区通电建设中发挥主要作用,尽快解决无电人口通电问题具有重大社会效益，将继续得到我国各级政府的高度重视。,无电地区均地处偏远、交通不便，人口居住分散，光伏发电（风光互补发电）几乎成为唯一选择。,经过多年市场化推广已取得成功的经验。市场加适度补贴方式将使无电地区通电,建设目标加速实现。,商品化的光伏产品,青海湖畔节能示范牧民住宅模型（已建）,2、基本商业化的光伏应用市场有望加快发展步伐,在外部大坏境的带动下应用市场将会得到更多关注。,光伏企业产品研发力度将得到加强，应用产品将会不断拓宽。,随着光伏成本的继续降低，光伏技术应用在一些“特殊领域”其经济性也会逐渐显现。,农村、牧区、渔业等纯商业零售市场随国家加大对通电建设的支持力度加大会受到一定影响，但部分地区用户对产品更新换代的需求将使这个市场长期持续。通讯、石油、铁路、气象、交通、海事等方面的应用有望继续扩大。纯商业化光伏市场也有望拓宽到在BIPV领域。,电动车充电站,3、大型荒漠电站建设将在上网电价的支持下成为投资热点,技术相对简单、成熟、发电“度电成本”在各种应用方式中一般可以做到最低。并网障碍（政策、技术、经济、环境）小，电网收购方式简单、易行，易于被电网接受。,在“上网电价”法的支持下，投资企业“有利可图”，能够实现可持续发展。国有大型电力公司、大型投资企业和大型光伏公司投资热情高。,中西部地区太阳能资源和适合建站的土地资源丰富，各级地方政府积极支持。,国家对建设项目的总量和进程易于调控（在今后一段时间内是必须的）。,以往国家项目光伏电站初始投资和上网电价,大型荒漠光伏发电上网标杆电价目前尚未公布，会在1.09元-1.2元/之间？财政部、住房建设部2009年3月“光电建筑”项目按15元-20元/kWp给与补贴。财政部、科技部、国家能源局2009年7月“金太阳工程”按初始投资的50%-70%给与补贴,4、与建筑结合的光伏发电系统将得到更广泛的推广应用技术含量相对较高，设计、施工相对复杂，建设成本一般高于地面应用。发电效果一般也低于地面应用。并网售电在我国障碍（政策、技术、经济、管理）较大，给电网企业增加难度。分布式电源，灵活性强、安全性高。贴近负荷，最适合低压端就近并网或独立供电或做备用应急电源。便于分散投资，有利市场化、商业化运作。已开始引起房产开发商和建筑师及公众的注意，成为现代建筑中的“时尚元素”和“绿色概念”。光伏公司对该领域有更大的关注度。,欧洲、日本等有成功的经验可以借鉴。,德州太阳谷在建实景,，,与建筑结合的光伏系统的几种形式,BIPV:与屋顶、墙面紧密结合型：采用“建材型”或构件型“光伏组件”与建筑物紧密结合成一体，光伏组件（或阵列）成为建筑物具有一定功能的一部分。,建材型组件：指将太阳能电池与瓦、砖、卷材、玻璃等建筑材料复合在一起成为不可分割的建筑构件或建筑材料，如光伏瓦、光伏砖、光伏屋面卷材、玻璃光伏幕墙、光伏采光顶等；,构件型组件：指与建筑构件组合在一起或独立成为建筑构件的光伏构件，如以标准普通光伏组件或根据建筑要求定制的光伏组件构成雨蓬构件、遮阳构件、栏版构件等；,BAPV:与屋顶、墙面结合安装型：指“安装型组件”在平屋顶上安装、坡屋面上顺坡架空安装以及在墙面上与墙面平行安装等形式。,国外实例,注：本页摘自新奥光伏周民会议报告,国外实例,注：本页摘自新奥光伏周民会议报告,5、与建筑结合的光伏系统的特殊问题,大型荒漠光伏电站可以取得较为理想的发电条件选择在资源较好的地区建设以外：,相似的可研和工程设计最佳倾角和方位角大量采用相同的组件发电单元之间一致性好开阔地无遮挡（少遮挡）可采用跟踪方式最短的走线方式方便的接地条件地面承重和抗风设计便于安装、清洗、维护,BIPV设计难度高，除了考虑发电，更多的要考虑建筑物的美观、协调。结构设计复杂。,朝向和倾角很难保持最佳。局部遮挡有时很难避免。特殊组件价格高、面积大支撑件、紧固件成本高,曲面安装光伏建筑（BP）,水平安装BAPV(合肥阳光）威海市民广场BIPV效果图(兴业太阳能)曲面安装BIPV（青岛火车站，兴业太阳能）,我国的应用实例,平面和立面的安装BIPV发电量小于倾斜安装,顺屋面倾斜角度安装BAPV不一定能够保持最佳倾角和朝向屋顶倾斜BAPV需要特殊形状的组件,江苏省2009年初出台光伏发电目标上网电价和推广量,地面光伏系统和与建筑结合的光伏系统经济性比较, 前者（特别是大型荒漠电站），具有明显的“投资型”特点；而如不能向电网售电，“自发自用为主”则具有“消费型”的特点。, 一般来说，在同一个地区，前者建设成本低于后者，发电效果优于后者，所以发电的“度电成本”也低于后者。, 但设计和安装条件较好的BAPV发电量也可以接近于地面安装，甚至有时安装成本会低于地面安装，（可能节省的费用包括土地使用费、辅助建筑、道路、升压变压器、交流输电线路、后期管理费用等）需对具体案例具体分析。, BIPV系统中由于光伏组件代替了部分普通建筑构件或建筑材料的功能，所以在对光伏部分进行比对分析时，应该区分出“增加的成本”。 所以BAPV有时也是不错的选择。,六、光伏发电技术应用中值得关注的若干问题,公路超速监测装置,、薄膜电池的应用前景值得关注, 技术创新的空间较大，成本下降空间较大。成本低的优势随着应用量的加大会很快显现。,在BIPV方面的应用有着一定的“比较优势”，在太阳能资源较差的地区应用也相对具有一定优势。,美国First Solar 的碲化镉太阳电池量产后成本最低，产量全球第2。其弱光发电能力相对较强、温度影响小、局部遮挡时负面影响小的特点适合使其BIPV项目中使用。其轻、薄和柔性化的结构特点、表面色彩、纹理、几何形状等外形特点，在建材型光伏组件或构件型光伏组件潜力较大。,2、跟踪（包括平板安装）和聚光发电技术值得关注,安装方式对发电量的影响,右图：中科院电工所在西藏羊八井的对比试验数据,跟踪方式会增加发电量，但同时也会增加支架成本和管理成本,下表：国外对比试验数据,不同地区太阳辐照情况不一，提高发电量的规律还有待于试验总结,3、微网发电和互补并网发电技术研究和应用值得关注,青海天峻风光互补离网电站,4、电网消纳光伏电力（及其它可再生能源）的能力需要提高,发展智能电网技术,电网的调峰能力、安全稳定、无功调节、电能质量等,建立智能电网：坚强、自愈、,兼容、经济、集成、优化。, 并网光伏系统的储能问题,由于地面太阳能资源的不连续性（包括“日电”和云层遮挡等瞬时或间歇性的变化等）造成光伏电力无法直接连续供电，储能问题必须加以重视。,（1）光伏发电大规模应用需要储能技术的跟进,智能电网技术和储能技术是太阳能、风能发电成为主力能源需要解决的关键技术。,在美国“电网2030”计划中，把用于调峰的储能、用于暂态限制的储能列为2010年发展目标区域互联电网发展目标，把高压直流储能列为2020年区域互联电网发展目标，大容量储能技术列为优先级最高的目标技术。在地区配电网发展规划中也把开发大规模储能列为优先级最高的技术，包括储能电池、超级电容器、功率变换器、控制器、储能与电能质量相结合的设备开发等。,欧洲电网技术发展趋势主要是面向可再生能源系统和未来的电力系统，在电网的近期、中期及长期的研究计划中，将能量储存和电能质量的保证放在重要研究地位。如在英国科学基金和国家项目中，有关英国电网的大部分支撑技术都是储能技术。欧共体同样关注储能技术的发展，它是解决可再生能源的有效利用问题的关键。,“电能利用和电能储存技术”已被列为我国电网前瞻性关键技术之一，以确保互联大电网安全，提高系统动态稳定性，改善区域供电品质和绿色能源电力输出特性。,（2）与光伏发电系统相适应的储能技术的讨论,光伏独立系统通常采用蓄电池储能，希望寿命长、容量大、重量轻、价格低。此外对使用温度条件、自放电、允许放电深度、效率等方面希望不断提高。,通常采用密封阀控铅酸蓄电池；锂电池在路灯和光伏产品方面有所应用；镉镍电池已少有应用。,超级电容应用在光伏并网系统中减小输出瞬间波动方面效果明显。,我国正在研究的大容量储能用钠硫电池，实现大规模产业化还有一定距离。,全钒液流电池储能系统，100kW/200kWh的全钒液流电池储能系统正在用于并网前应用特性考察，将进行太阳能光伏发电-液流储能联合供电系统示范。开拓钒电池在可再生能源、城市电网、偏远地区供电、特殊军用储能等领域的应用市场比较有前景。,应该研究建立基于先进储能的技术方案，如钠硫电池、液流电池、飞轮、超级电容器、蓄电池等储能技术及其综合储能技术，通过示范运行掌握先进储能与可再生能源发电联合运行经验。将对可再生能源的发展起到重要作用。,(3)、物理储能技术在可再生能源发电中的应用,超级电容器：国内外已有许多超级电容器生产厂商，有关资料介绍国外的超级电容器领先企业有：美国的Maxwell、俄罗斯的ESMA、韩国的Nesscap等，我国超级电容器生产企业有：北京集星联合电子科技有限公司、上海奥威科技开发有限公司、锦州百纳电气有限公司、哈尔滨巨容新能源有限公司、江苏双登集团等。超级电容产品在可再生能源发电、电能质量控制等场合均有较好应用前景。如果大容量超级电容产品产量在不